Untersuchungen an einer vier Jahre alten Schutzschicht aus textilbewehrtem Spritzbeton am Wehr Horkheim
Ergebnisse eines Forschungsprojekts
Morales Cruz, Cynthia / Raupach, Michael / Westendarp, Andreas / Bruder, Stephan
Im September 2010 wurden im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts zwischen der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und dem Institut für Bauforschung der RWTH Aachen University (ibac) acht Probeflächen aus textilbewehrtem Spritzbeton mit unterschiedlichen Aufbauten an zwei Pfeilern des Wehrs Horkheim angelegt. Für diese Pilotanwendung kamen ein S-A3 Mörtel der Fa. StoCretec sowie technische Textilien aus AR-Glas und Carbon, polymergetränkt mit Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und mit Epoxidharz (EP), zur Anwendung. Bei der Herstellung der Probeflächen wurde ein System für ein Riss- und Temperaturmonitoring installiert. Der Beitrag stellt die Ergebnisse der Bauwerksuntersuchungen knapp vier Jahre nach der Herstellung der Probeflächen vor. Aus den über einen Zeitraum von ca. vier Jahren weitergeführten Messungen und Beobachtungen lassen sich zusammenfassend die folgenden Erkenntnisse ableiten:
Die in ZTV-W LB 219 maximal zulässige Schichtdicke für den flächigen Auftrag von unbewehrten und unverankerten Spritzbeton-Schichten von 60 mm wurde mit im Mittel 40 mm eingehalten. Auch nach fast vierjähriger Standzeit konnte an den Probeflächen 2, 3, 6 und 8 eine Haftzugfestigkeit der textilbewerten Schutzschicht vergleichbar mit der Klasse S‑A3 nachgewiesen werden. Die übrigen Probeflächen erreichen eine Haftzugfestigkeit gemäß Klasse S‑A2.
Die maximalen Rissbreitenänderungen im Untergrund (Altbeton) liegen bei Pfeiler 3 des Wehrs Horkheim etwa zwischen 0,18 mm und 0,28 mm.
Der Vergleich der Probeflächen zeigt, dass ohne textile Bewehrung ein Durchschlagen der im Untergrund vorhandenen Risse unter den gegebenen Randbedingungen nicht vermieden werden kann.
Alle im Rahmen der Untersuchungen detektierten Rissbreiten in den textilbewehrten Spritzbeton-Schichten sind wie geplant kleiner als 0,1 mm.
Die langjährige Erprobung im Pilotprojekt unter realen Bedingungen hat die deutlichen Vorteile textilbewehrter Schutzschichten aufgezeigt. Insbesondere in Bezug auf die Dauerhaftigkeit der Schutzmaßnahmen bieten diese neuartigen Werkstoffe eine attraktive Alternative zu den bisherigen Schutz- und Instandsetzungsverfahren und -materialien.
Dieser Beitrag ist Herrn Professor Dr.-Ing. H.-R. Sasse zu seinem 80. Geburtstag gewidmet.
Examination of a four-year-old protective layer of textile-reinforced sprayed concrete at the Horkheim weir
Eight sample areas of textile-reinforced sprayed concrete were applied to two piers of the Horkheim weir in September 2010 as part of a joint research project between the BAW (Federal Waterways Engineering and Research Institute) and the Institute for Building Research at Aachen University of Technology (ibac). An S-A3 mortar from StoCretec and industrial textiles made from AR glass and carbon, polymer-impregnated with styrene-butadiene rubber (SBR) and with epoxy resin (EP), were used for this pilot application. A system for monitoring cracks and temperature was installed during the production of the sample areas. The article presents the results of the examination of the structure almost four years after the production of the sample areas. The findings derived from measurements and observations carried out over a period of about four years can be summarized as follows:
The average layer thickness of 40 mm complied with the maximum permissible layer thickness of 60 mm specified in ZTV-W LB 219 for surface application of unreinforced and unanchored layers of sprayed concrete.
Even after a service life of almost four years an adhesive tensile strength of the textile-reinforced protective layer comparable with Class S-A3 was found with sample surfaces 2, 3, 6 and 8. The other sample surfaces reached adhesive tensile strengths complying with Class S-A2.
On pier 3 of the Horkheim weir the maximum changes in crack width in the substrate (old concrete) lay between approximately 0.18 mm and 0.28 mm.
Comparison of the sample areas shows that without textile reinforcement it is not possible under the given conditions to prevent the cracks present in the substrate from breaking through.
All the crack widths detected in the textile-reinforced sprayed concrete layers during the examination were, as planned, smaller than 0.1 mm.
The testing over a period of years in the pilot project under real conditions has shown the significant advantages of textile-reinforced protective layers. These new types of material offer an attractive alternative to the former protection and repair procedures and materials, especially with respect to the durability of the protective measures.
This article is dedicated to Professor H.-R. Sasse on his 80birthday.
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beton 10/2014 ab Seite 390
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